《发酵食品工艺学》复习提纲2020
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《发酵工艺学》复习大纲一、基本要求:《发酵工艺学》是发酵工程专业的一门主干课程,是支撑现代食品工业的重要技术,同时也是生物技术产业化的重要手段。
这门课程的考试,主要测试考生对本课程的基础理论、基本知识、及实际操作技能掌握的程度,以及运用所学理论解决问题的能力,为考生在工作岗位上发挥自己的能力或继续从事相关研究工作奠定基础。
二、主要内容第一章绪论发酵工业的历史;微生物发酵的特点及研究对象;发酵工艺学的发展趋势。
第二章微生物代谢调控理论及其在微生物发酵中的应用初级代谢和次级代谢;代谢调节有关的酶;反馈调节;代谢调节控制的应用。
第三章发酵工艺学基础及主要设备一、微生物发酵的工艺过程:菌种活化与扩大培养;发酵原料前处理及培养基制备;发酵;产物分离、提取与后加工二、微生物发酵的动力学:分批发酵三、发酵工艺控制:温度对发酵的影响及其控制;溶解氧浓度对发酵的影响及其监控;pH值对发酵过程的影响及其控制;二氧化碳和呼吸熵;基质浓度对发酵的影响及补料控制;泡沫控制;发酵终点判断。
四、发酵的主要设备:原料处理设备;固体发酵设备;机械搅拌通风发酵罐(生物反应器);空气净化系统;培养基灭菌系统;产物分离与提取设备。
第四章酒精发酵与酿酒一、酒精发酵:酒精发酵原料;与酒精发酵有关的微生物;酒精发酵生化机制;酒精发酵工艺;酒精蒸馏与精制。
二、啤酒酿造:啤酒种类与质量标准;啤酒酿造原料;麦芽制造;麦芽汁制备;啤酒发酵;过滤与灌装。
第五章氨基酸发酵谷氨酸生产:谷氨酸生产原料及其处理;谷氨酸产生菌;谷氨酸合成途径;谷氨酸发酵工艺;谷氨酸提取。
第六章有机酸发酵一、乳酸发酵:乳酸发酵类型及其微生物;乳酸制造;发酵乳制品;其它乳酸发酵食品。
二、醋酸发酵:醋酸发酵原料;醋酸发酵有关的微生物;醋酸发酵生化机制。
第七章酶制剂生产酶制剂的工业化生产:工业化酶制剂生产的优点;酶制剂生产的基本工艺流程;淀粉酶生产;酶应用新技术。
第八章发酵豆制品酱类与酱油酿造原料;制酱与酱油酿造的微生物;制酱与酱酒酿造的生物化学。
白酒白酒的分类按酒的香型分为5类:酱香型(茅台酒)、清香型(山西汾酒、二锅头)、浓香型(五粮液、剑南春)、米香型(桂林三花酒)、兼香型(贵州董酒)。
固态发酵法白酒生产的特点:采用边糖化边发酵工艺,采用传统的固态发酵和固态蒸馏工艺,发酵过程中水分基本上是包含于酿酒原料的颗粒中。
续渣发酵法的优点:(1) 淀粉利用率提高,酒糟残余淀粉也低。
(2)有利于积累酒香味的前体物质,特别容易形成以己酸乙酯为主体的窖底香,有利于生产浓香型大曲酒。
(3) 新料和发酵酒醅一起蒸馏、蒸煮,热能利用比较经济,劳动生产率也相对比较高.续渣混蒸操作法优点:(1) 对酒起增香作用,这香称粮香.(2) 吸收酒醅的酸和水,有利于原料的糊化。
(3)在酒醅中混入新料,可减少蒸酒时加入填充料(小米壳或稻壳)的用量。
(4)原料经多次反复发酵,可提高淀粉利用率。
大曲是酿制大曲酒用的糖化发酵剂.大曲特点:大曲是用生料制曲;大曲是多种微生物的混合体系;大曲含有微生物的代谢产物;大曲成品便于保藏和运输。
麸曲白酒是以高梁、薯干、玉米及高梁糠等含淀粉的物质为原料,采用纯种麸曲酒母代替大曲(砖曲)作糖化发酵剂,用固态法所生产的蒸馏酒。
白酒贮存的作用:1.物理变化:酒精-水分子间缔合,使乙醇分子受到束缚,降低了分子活性,从而对味觉刺激性变小,使人感到口味柔和,风味醇和浓厚;2.化学变化:在贮存过程中,就业会发生一系列的氧化、还原、酯化和缩合等化学反应,促进了白酒的老熟,风味会有良好的改变;3.挥发作用:经贮存,白酒中一些具有异杂味的微量成分被挥发掉,起到除杂醇和的作用。
贮存设备:陶瓷缸啤酒啤酒生产用水:设备洗涤水、CIP洗涤用水、车间清洁用水、锅炉用水、冷却水、投料水、啤酒稀释用水、洗糟水等啤酒酿造用水:指直接参与啤酒酿造并成为啤酒组成分的生产用水.包括糊化和糖化的投料水、洗糟水、高浓酿造中的稀释用水。
麦芽汁制造过程(糖化):原料的粉碎,原料的糊化、糖化,糖化醪的过滤;混合麦汁加酒花煮沸;麦汁处理:澄清,冷却、通氧等一系列物理、化学、生物化学的加工过程。
发酵工艺学复习提纲啤酒一、中国啤酒工业发展历程。
啤酒是以优质大麦芽为主要原料,大米、酒花等为辅料,经过制麦、糖化、啤酒酵母发酵等工序酿制而成的一种含有C02、低酒精浓度和多种营养成分的饮料酒。
世界上产量最大的酒种之一。
中国啤酒工业发展简史:中国在四五千年前,就有古代啤酒。
中国近代啤酒是从欧洲传入的,第一家现代化啤酒厂是1903年在青岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂,从1902年到1949年的40多年中,中国只建立了不到10个工厂,年产啤酒近1万t。
从1949年到1993年,我们用43年的时间,发展成为世界啤酒第二生产大国。
改革开放二十多年来中国啤酒工业得到迅猛发展,2001年啤酒产量为2274万吨,2002年啤酒产量达到2386万吨,首次超过美国成为世界第一啤酒生产大国。
二、啤酒的分类。
1、据工艺分类可分两大类:以德国、捷克、丹麦、荷兰为典型的下面发酵法啤酒;以及以澳大利亚、新西兰、加拿大等的上面发酵法啤酒。
2、根据是否巴氏灭菌分为:生啤酒/熟啤酒。
3、根据麦芽度可分为:8o啤酒/10o啤酒/12o啤酒/14o啤酒/18o啤酒。
4、根据色泽可分为:黑啤酒/黄啤酒/淡色啤酒。
啤酒种类:啤酒种类很多,有生啤酒、熟啤酒、低醇啤酒、果味啤酒等。
生啤酒:又叫鲜啤酒,这种啤酒不经过杀菌,具有独特的啤酒风味,采用的是硅藻土过滤机,菌不能被滤掉,因此其保质期一般在3-7天。
酒中活酵母菌在灌装后,甚至在人体内仍可以继续进行生化反应。
纯生啤酒:是采用无菌膜过滤技术,滤除了酵母菌和杂菌,使啤酒避免了热损伤,保持了原有的新鲜口味。
最后一道工序进行严格的无菌灌装,避免了二次污染,保质期可达180天。
啤酒种类。
熟啤酒:普通啤酒都是要杀菌(巴氏杀菌),杀了菌之后叫熟啤酒。
因为酒中的酵母已被加温杀死,不会继续发酵,稳定性较好。
干啤酒:使用特殊的酵母使剩余的糖继续发酵,把糖降到一定的浓度之下,就叫干啤酒。
低醇和无醇啤酒:利用特制的工艺令酵母不发酵糖,只产生香气物质,啤酒的各种特性都具备,滋味、口感都很好。
《食品发酵与酿造工艺学》复习提纲第一章绪论1.在发酵与酿造历史上作出突出贡献的科学家有哪些?他们的贡献分别是什么?列文虎克成功制造了世界上第一台显微镜,并在人类历史上第一次通过显微镜发现了单细胞生命体-----微生物。
巴斯德发明了巴斯德灭菌法。
1861年,巴斯德实验,结束了绵延100多年的争论,把自然发生论赶出了科学界。
1865年,巴斯德受农业部长的重托,解决了法国南部蚕业上遇到的疾病使蚕大量死亡的难题。
发明了狂犬病疫苗,他还指出这种病原物是某种可以通过细菌滤器的“过滤性的超微生物”。
科赫1881年后,创用了固体培养基划线分离纯种法。
建立了单种微生物的分离和纯培养技术。
1882年3月24日科赫在德国柏林生理学会上宣布了结核菌是结核病的病原菌。
单种微生物分离和纯培养技术的建立,是食品发酵与酿造技术的第一个转折点。
20世纪40年代,好气性发酵工程技术成为发酵与酿造技术发展的第二个转折点。
人工诱变育种技术和代谢调控发酵工程技术成为发酵与酿造技术发展的第三个转折点。
20世纪70年代发展起来的DNA重组技术,又大大推动了发酵与酿造技术的发展。
2,与化学工业相比,发酵和酿造工业具有什么特点?与化学工业相比,发酵与酿造工业的特点:安全、简单;原料广泛;反应专一;代谢多样;易受污染;菌种选育3.发酵技术的两个核心分别是什么?生物催化剂、生物反应系统4.发酵和酿造的概念分别是什么?两者有何区别?试分别举出几个发酵和酿造的例子。
发酵:泛指利用微生物制造工业原料和工业产品的过程。
通常所说的发酵指生物或离体的酶,不彻底地分解代谢有机物,并释放出能量的过程。
酿造:是我国劳动人民对一些特定产品进行发酵生产的一种称谓,通常把成分复杂、风味要求较高,诸如黄酒、白酒、啤酒、葡萄酒等酒类以及酱油、酱、食醋、腐乳、豆豉、酱腌菜等食佐餐调味品的生产称谓酿造。
5.酿造与发酵的区别:利用生物体或生物体长生的酶进行的化学反应。
第二章菌种选育、保藏与复壮1.名词:诱变育种、诱变剂、原生质体融合诱变育种:人为地将对象生物置于诱变因子中,使该生物体发生突变,从这些突变体中筛选具有优良性状的突变株的过程。
1发酵工业:(巳斯德)经纯种培养和提炼精制获得的成分单纯、无风味要求的产品的生产过程叫发酵工业。
如酒精、抗生素、柠檬酸、氨基酸、酶、维生素、某些色素等。
2酿造工业:经自然培养、不需提炼精制、产品由复杂成分构成并对风味有特殊耍求的食品或调味品的生产过程。
如黄酒、白酒、清酒、葡萄酒、酱油、醋、腐乳、豆豉、面酱等。
3标准菌株:由国内或国际菌种保藏机构保藏的,遗传学特性得到确认和保证并可追溯的菌株。
4合成代谢:指在合成代谢酶系的催化下,由简单小分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程,即同化作用。
5分解代谢:指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化,产生简单分子、腺昔三磷酸(ATP)形式的能量和还原力的作用,即异化作用。
6初级代谢:提供能量、前体、结构物质等生命活动所必需的代谢物的代谢类型; 合成的产物称为初级代谢产物,包括:氨基酸、核昔酸等。
7次级代谢:在一定生长阶段出现非生命活动所必需的代谢类型;合成的产物称为次级代谢产物,包括:抗生素、色素、激素、生物碱等。
8同工酶:指具有不同分子结构但催化相同反应的一组酶。
9别构酶:又称变构酶,是具有别构作用(变构作用)的酶。
是指一些含有2个或2个以上亚基的寡聚酶。
10接种龄:指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
11延滞期:把微生物从一•种培养基中转接到另一培养基的最初一段时间里,尽管微生物细胞的重量有所增加,但细胞的数量没有增加。
这段时间称之为延滞期。
12续渣法:是大曲酒和敖曲酒生产中应用最为广泛的酿造方法,它是将粉碎后的生原料(称为渣子)与酒酷(或称母糟)混合后在甑桶内同时进行盖料和蒸酒(称为混烧),凉冷后加入大曲继续发酵,如此不断反复;13间歇浸麦法:又叫断水浸麦法,它先将大麦上水浸泡一段时间,然后把水放掉,进行空气体止,并通风排二氧化碳,一段时间后再放进新鲜水浸泡,如此反复,直至达到所要求的浸麦度。
14煮出糖化法:将糖化醪液的一部分,分批地加热到沸点,然后与其余末煮沸的醪液混合,使全部醪液温度分阶段地升高到不同酶分解底物所要求的温度,最后达到糖化终了温度。
发酵复习提纲一、名词解释:11生工(2)1、临界氧:各种微生物对发酵液中溶氧浓度有一个最低要求,这一溶氧浓度叫做临界氧2、前体:一些添加到培养基中,不促进微生物生长,但在微生物的生物合成过程中能直接被微生物利用构成产物分子结构的一部分,本身的结构基本不变,而产物产量因此有较大的提高的物质。
3、葡萄糖效应:葡萄糖作为碳源,在葡萄糖没有被利用完之前,乳糖操纵子就一直被阻遏, 乳糖不能被利用,直到葡萄糖被利用完后,乳糖操纵子才进行转录,形成利用乳糖的酶,这种现象称葡萄糖效应。
4、发酵:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程统称为发酵5、发酵工程:利用微生物特定性状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系,是将传统发酵与现代化的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。
6、发酵热:在发酵过程中产生的净热量,由生物热Q生物、搅拌热Q(w、蒸发热Q表发、辐射热Q砌组成Q发酵=Q生物+ Q搅拌一Q蒸发土Q辐射7、根据灭菌程度可分为:灭菌,消毒,防腐,清洁8、代谢控制发酵:用人工诱变的方法,有意识地改变微生物的代谢途径,最大限度地积累产物,这种发酵形象地称为代谢控制发酵。
灭菌:是指利用物理或化学方法杀灭或除去物料及设备中一切有生命的物质的过程。
化学试剂灭菌法:使用某些化学试剂与微生物发生反应从而杀死细菌的方法。
干热灭菌法:对一些要求保持干燥的实验器具和材料,采用在高温干燥空气中保温使微生物因氧化作用而死亡的灭菌方法。
湿热灭菌法:利用饱和蒸汽进行灭菌的方法称为湿热灭菌法。
过滤除菌法:利用过滤方法阻留微生物,从而达到除菌的目的,就是过滤除菌法。
电磁波射线灭菌法:利用高能电磁波、紫外线或放射性物质产生的高能粒子杀灭细菌的方法称为电磁波涉嫌灭菌法。
火焰灭菌法:利用火焰直接杀死微生物的灭菌法称为火焰灭菌法。
生物热:微生物细胞在生长繁殖过程中本身产生的大量热称为生物热。
发酵工艺学1、我国发酵食品的工艺特色采用多种原料,且多以淀粉质原料为主。
多菌种混合发酵,且多以霉菌为主的微生物群(国外多以细菌、乳酸菌)。
工艺复杂、多用曲:董酒生产制的曲用72味中药。
多为固态发酵:醅、醪。
2、生产酱油用的原料、菌种有哪些?P7原料包括蛋白质原料(豆粕、豆饼、花生饼、大豆、其它蛋白质原料)、淀粉质原料(麸皮、小麦、碎米、米糠、玉米、甘薯、大麦、粟、高粱等)、食盐、水及一些辅助原料(苯甲酸钠、山梨酸钠,丙酸)。
菌种①霉菌主要为曲霉(米曲霉、黑曲霉、甘薯曲霉、黄曲霉)、毛霉和根霉,其中最重要的是米曲霉(有些酱油发酵料会受到黄曲霉的污染),其产酶能力较强。
②细菌有有益的醋酸杆菌、乳酸菌等,有害的小球菌、短杆菌、马铃薯杆菌、芽孢杆菌和粪链球菌等;③酵母菌有有益的鲁氏酵母、假丝酵母、汉逊酵母,有害的醭酵母、毕赤氏酵母和圆酵母等菌属。
3、酱油发酵剂:酱油发酵料中微生物的数量在发酵前和发酵后有很大的变化,这是因为在发酵前温度较低,适合各类微生物生长,当进入高温期(55~60℃)后,大部分微生物被淘汰,仅剩下一些高温且耐盐的微生物继续生长。
从微生物优势菌群变化情况来看,低温发酵时细菌占绝对优势,其次为霉菌,再次是酵母菌;当发酵进入高温期后,细菌大量衰亡,被霉菌中少数耐热种取代,但芽孢菌的数量和优势变化不大。
酱油发酵料中的主要霉菌为曲霉、毛霉和根霉,其中最重要的是米曲霉(有些酱油发酵料会受到黄曲霉的污染),其产酶能力较强。
酱油发酵料中主要的细菌有有益的醋酸杆菌、乳酸菌等,有害的小球菌、短杆菌、马铃薯杆菌、芽孢杆菌和粪链球菌等;酵母菌有有益的鲁氏酵母、假丝酵母、汉逊酵母,有害的醭酵母、毕赤氏酵母和圆酵母等。
酱油发酵醪液的初始pH值一般为6.5-7.0,由于蛋白质被酶降解成氨基酸和低肽以及乳酸菌的发酵,pH会迅速降低。
酱油醪中的主要乳酸菌为酱油足球菌、大豆足球菌以及植物乳杆菌。
如果pH低于5.5-5.0,这些菌生长将逐渐趋缓。
发酵食品工艺学考试复习大纲第一章绪论1、酿造和发酵的定义及两者的主要区别2、发酵具有哪些特点?3、根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要,发酵分为哪些类型?4、典型的发酵过程分为哪几个基本部分?可以用简图表示。
5、工业发酵的产品,主要包括哪几种类型?6、什么叫初级代谢产物和次级代谢产物?结合微生物生长特点解释它们之间有何不同。
7、发酵食品的本质是什么?举例说明发酵食品的特点。
第二章菌种的扩大培养与保藏1、发酵工业中,种子必须满足哪些条件?2、什么叫菌种的扩大培养?3、菌种扩大培养的级数是根据什么因素决定的?4、确定菌种培养级数时要考虑哪些问题?5、影响种子质量的因素有哪些?怎样进行控制?6、什么叫种龄?确定合理的种龄对发酵有何影响?7、什么叫接种量?接种量大小与发酵控制有何关系?8、种子质量标准包括哪些因素?9、防止菌种衰退和退化菌种的复壮措施有哪些?第三章酱油及酱油制品1、酱油的定义及其分类2、什么是酿造酱油?配制酱油的定义。
3、从物质转化的观点分析酱油中风味物质的来源。
4、为什么酱油发酵前期采用保温发酵?5、为什么酱油制作时低盐发酵一个月,高盐发酵为半年以上。
6、后期发酵时温度过高、pH值小于6时鲜味差。
7、米曲霉分泌的主要蛋白酶是什么?制曲时合适的PH值是多少?8、酱油的色、香、味、体的形成机理。
9、酱油发酵米曲霉的条件有那些?酱油制作重要的乳酸菌是什么?酱油发酵的酵母菌有哪些?它们出现在发酵的哪个阶段?10、酱油制作对原料有哪些基本要求?它们与酱油制作有何关系?11、用于酱油发酵制曲的菌种有何要求?酱油生产中种曲和成曲各有何要求?12、酱醪和酱醅的定义13、酱油制作工艺有哪几种?请从盐浓度、形态、温度、发酵周期、生产工艺、设备、产品滋味、产品色泽比较几种不同工艺。
14、什么是酱油的三套循环淋油法,请具体说明15、酱油制作后期加热的目的。
16、酱油的质量标准有哪些?与原料、工艺控制有何关系?17、酱油有哪些保健功能?制作技术有哪些进展?18、3—MCPD代表什么?在配制酱油和植物蛋白水解液中为什么要控制该指标?第四章发酵豆制品1、腐乳的定义?红方、青方、糟方2、腐乳制作需要那些主要原料?与产品有何关系?3、腐乳制作中前期培菌和后期发酵的机理4、腐乳制作中腌坯的作用。
二、填空题1.啤酒的主要成分是水和酒精。
2.啤酒生产工艺分为制麦芽、糖化、发酵及后处理四大主要工序。
3.浸麦的目的是使麦粒吸水和吸氧,为发芽提供条件;洗涤除尘、除杂及微生物;浸出麦皮內部分有害成分。
4.酿造啤酒使用的主要原料是大麦;我国一般使用大米作为辅助原料,欧美国家较普遍的使用玉米作为辅助原料,非洲一些国家使用木薯淀粉作为辅助原料。
(06年1月份考题)5.麦芽汁制造过程包括原料的粉碎,醪的糖化,糖化醪的过滤,混合麦汁加酒花煮沸和麦汁冷却五道工序。
6.啤酒花的主要化学成分α-酸、β-酸、酒花油和多酚物质等。
7.酿啤酒的麦芽中起主要作用的酶是α-淀粉酶和β-淀粉酶。
8.常见的糖化方法有煮出糖化法、浸出糖化法及其他类。
9.麦芽糖化过程中的主要作用包括辅料的糊化/大米的糊化、麦芽中蛋白质的分解、液化及糖化等步骤。
10.麦汁煮沸过程中,引起麦汁颜色加深的主要因素有类黑精的生成、花色苷溶出以及单宁色素的形成。
11.添加酒花一般分3次进行,在麦芽汁初沸时,加入酒花全量的 15%~20% ,煮沸40min后再加全量的 40% ,煮沸结束前加入其余量。
12.啤酒酵母根据啤酒在发酵中物理性质不同可分为上面啤酒酵母和下面啤酒酵母;根据发酵期间酵母凝集性不同可分为凝集性酵母和粉末性酵母。
15.经后发酵的啤酒,主要采用棉饼过滤法、硅藻土过滤法、离心分离法、板框过滤法和微孔膜过滤法等方法去除悬浮的酵母和蛋白质等物质。
16. 酿造黄酒时,制造淋饭酒母的目的是培养大量健壮成熟的优良酵母细胞。
17. 按乳酸的来源不同,黄酒酒母可分为两类:一类是由酒药中根霉和毛霉生成的淋饭酒母;另一类是人工添加食用乳酸的速酿酒母和高溫糖化酒母。
18. 传统工艺酿造黄酒的方法可以分为淋饭法、摊饭法和喂饭法。
(06年1月份考题)19. 黄酒后发酵的目的是使酵母继续发酵,玄将主发酵留下的部分糖份转人成酒棈,并提高半成品的质量和风味,后发酵温度应控制在13~15℃。
第二章菌种选育、保藏与复壮(一)复习思考题1、什么是菌种选育?优良菌种选育的方法主要有哪些?3、微生物菌种保藏的目的(3个)、原理(2点)及常用的保藏方法(7种)。
4、造成菌种退化的原因是什么?生产中如何防止菌种的退化?(二)生产工艺流程第三章微生物的代谢调控理论及其在食品发酵中的应用(一)复习思考题1、什么是微生物代谢?微生物代谢过程的自我调节主要表现在哪些环节上?3、微生物代谢的反馈调节作用主要有哪些类型?在发酵生产中如何克服微生物代谢的反馈调节作用?(1)类型:反馈抑制和反馈阻遏(2)措施:1.改变微生物的遗传特性;2. 控制发酵的工艺条件;3.改变细胞膜的渗透性4、什么是代谢控制发酵?在发酵生产中改变微生物遗传特性来调控代谢的方法有哪些?5、通过控制细胞膜渗透性来提高发酵产物产量的原理是什么?(二)生产工艺流程第四章发酵工程学基础(一)复习思考题6、根据你所学的发酵工艺学知识,简述补料分批发酵的主要应用领域有哪些?7、发酵过程中引起发酵液温度变化的因素有哪些?对发酵过程有何影响?生产上发酵温度选择的依据是什么?(1)因素:生物热、搅拌热、辐射热、蒸发热(2)影响:温度影响细胞酶的活性、发酵液的性质、代谢产物的合成方向。
(3)依据:综合考虑微生物最适生长温度、发酵产物生成、通气条件等因素。
8、发酵液中溶解氧浓度对发酵过程有何影响?生产上如何控制发酵液溶解氧浓度?(1)影响:溶氧过高会引起能量过度消耗并对细胞产生危害、抑制代谢产物的合成、影响培养基的电位;溶氧过低影响微生物的呼吸,造成代谢异常。
(2)措施:配置搅拌叶和挡板,分散气体;改变通气量和搅拌速度,控制溶氧速率;控制发酵液黏度,改变传质阻力。
9、发酵过程中引起发酵液pH变化的因素有哪些?对发酵过程有何影响?生产上如何控制发酵液pH?(1)因素:①引起发酵液pH下降的因素—碳源过多、消泡油加多、生理酸性物质过多;②引起发酵液pH上升的因素—氮源过多、生理碱性物质过多、中间补料时,碱性物质添加过多。
(2)影响:pH值影响微生物细胞酶的活性、细胞膜的渗透性、培养基组分的解离状态和代谢产物的种类及比例。
(3)措施:10、发酵液中CO2浓度对发酵过程有何影响?生产上如何控制发酵液中CO2浓度?(1)影响:菌体的生长、代谢产物的合成、细胞膜的结构和功能、发酵液的pH(2)措施:工业上一般采用通气搅拌的方法来控制二氧化碳浓度;CO2溶于发酵液中形成碳酸造成pH降低,可以加碱中和。
11、发酵过程中泡沫是怎么产生的?对发酵过程有何影响?生产上如何消除泡沫?(1)原因:①通气搅拌时外界引进气流被机械分散形成的泡沫;②发酵过程中产生的气体聚集形成的发酵泡沫。
(2)影响:①泡沫过多会引起发酵液溢出而造成原料浪费;②泡沫过多会从灌顶轴封处外渗造成杂菌污染;③泡沫过多导致发酵罐填装量减小,设备利用率降低;④泡沫不利于氧传递,影响通气搅拌的效果;⑤当泡沫稳定难消除时,代谢产生的气休不能及时排出,影响菌体正常呼吸作用,甚至造成菌体自溶;⑥消除泡沫加入的消泡剂,对发酵以及后期分离提取工作造成不便。
(3)措施:①物理消泡—利用改变温度等方法,使泡沫黏度和弹性降低,从而使泡沫破裂;②机械消泡—靠机械力打碎泡沫或改变压力,使气泡破裂;③化学消泡—消泡剂的作用是破泡和抑制泡沫产生。
12、如何判断发酵终点第五章酒精发酵与酿酒(一)复习思考题1、白酒按香型主要分为哪几种类型,并各举一个代表性产品。
2、简述我国大曲白酒生产所采用的生产工艺及生产方法。
3、何谓大曲?何谓小曲?4、比较白酒生产中使用的大曲与小曲的区别。
5、比较大曲白酒与小曲白酒酿造工艺的区别。
6、简述啤酒酿造中制备麦芽的目的及对麦芽质量的要求。
8、啤酒酿造中,大麦发芽需要控制哪些技术条件?绿麦芽获得之后还要进行哪些后处理,有何目的?(1)技术条件①发芽温度和发芽水分:浅色麦芽控制在12~16℃,水分43%~46%;深色麦芽控制在18~22℃,水分45%~48%。
②空气相对湿度:大于95%。
③充足的氧气。
④发芽时间:浅色麦芽控制为6d左右,深色麦芽为8d左右。
(2)后处理方法及目的1)干燥:①停止绿麦芽的生长和酶的分解作用;②除去多余的水分,防止麦芽腐败变质,便于贮藏;③使麦根干燥,便于脱落除去;④除去绿麦芽的生青味,增加麦芽的色、香、味。
2)除根:①防止麦根吸水,影响麦芽的保存;②去除麦根后,可改善啤酒风味、色泽与口感。
3)磨光:除去麦芽表面的水锈或灰尘,保证麦粒外表美观、口味纯正、收得率高。
9、阐述啤酒酿造中麦芽汁制备过程中糖化温度控制阶段及每个阶段的作用。
10、简述啤酒酿造中麦汁煮沸并添加酒花的目的。
12、试述下面啤酒发酵工艺的主要阶段及其特点。
13、简述啤酒过滤的目的与要求。
(1)目地:①去除悬浮物,改善啤酒外观;②减少使啤酒混浊沉淀的物质,提高啤酒的胶体稳定性;③除去酵母等微生物,提高啤酒的生物稳定性。
(2)要求:①过滤能力大,酒和CO2损失少,质量好,透明度高;②不易污染、不吸氧、不影响啤酒的风味。
(二)生产工艺流程1、淀粉质原料发酵生产酒精的工艺流程。
6、浓香型大曲白酒生产工艺流程。
7、清香型大曲白酒生产工艺流程。
11、啤酒酿造生产工艺流程。
第六章氨基酸与核酸发酵(一)复习思考题1、简述谷氨酸的生物合成途径。
3、阐述谷氨酸发酵过程中温度、pH、供氧、泡沫等发酵条件的控制要点。
(1)温度:谷氨酸发酵前期为菌体生长繁殖阶段,最适温度为30-32℃;发酵中后期温度可适当提高至34-37℃,有利于谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸的合成。
(2)pH:谷氨酸发酵前期,pH较高(7.5-8.5),对菌体生长繁殖影响不大,还有利于抑制杂菌生长;发酵中后期,通过流加尿素等措施控制发酵液pH在中性或弱碱性(7.0-7.6),以保持谷氨酸脱氢酶和转氨酶的高催化活性,提高谷氨酸的产量。
(3)供氧:谷氨酸发酵过程中,通风量过小会造成乳酸累积,通风量过大则会造成α-酮戊二酸大量积累,只有供氧适当时,谷氨酸大量积累。
(4)泡沫:泡沫过多,不仅使氧在扩散过程受阻,影响菌体的呼吸代谢,而且容易造成逃料并增加杂菌污染的机会,所以要加入适当的消泡剂控制泡沫,而加入过多,会使发酵液中的菌体凝聚结团,妨碍氧扩散,也不利于谷氨酸的提取。
4、简述嘌呤核苷酸的生物合成途径。
(二)生产工艺流程第七章有机酸发酵(一)复习思考题1、乳酸发酵分为哪几种类型,比较其代谢途径和代谢产物的区别,并各举一个代表性菌种。
2、简述乳酸分批补料发酵工艺的控制要点。
(1)泡沫控制:控制装料量(系数0.8);(2)发酵温度:根据菌种特性进行控制;(3)pH:采用碳酸钙、氨水、氢氧化钠等中和,pH控制在5.5-6.5;(4)搅拌:主要作用是驱除CO2、散热、均匀醪液;(5)补料:分批补加糖(浓度30-40g/L);3、简述如何判断乳酸发酵的终点并进行处理?4、简述钙盐法提取乳酸的原理。
(1)乳酸钙结晶:乳酸与碳酸钙反应形成乳酸钙,随着温度的降低,乳酸钙溶解度逐渐减小,结晶析出;(2)酸解:先加热溶解乳酸钙,再加入硫酸,反应生成乳酸和硫酸钙沉淀。
5、简述食醋酿造的生化机制。
(1)醋酸的形成:第一步是将原料淀粉水解成糖,即糖化作用;第二步是将糖在厌氧条件下发酵生成酒精;第三步是将酒精氧化成醋。
(2)蛋白质水解:蛋白质在曲霉分泌的蛋白酶的作用下水解成多肽和氨基酸,是食醋鲜味和色素的成分。
(3)酯化反应:微生物代谢过程中产生的一些有机酸与醇结合生成酯,赋予食醋芳香味;醋酸菌还能将酵母菌产生的甘油转化成二酮,赋予食醋淡薄的甜味。
6、简述固态酿醋的生产类型、特点及其代表性产品。
(1)大曲醋:高粱为主要原料,发酵周期长,产品质量较好,但出品率低,成本较高。
山西老陈醋为代表(2)小曲醋:糯米或大米为主要原料,产品风味较好。
镇江香醋为代表(3)麸曲醋:以纯种麸曲(麸皮为主要原料)为糖化剂,以纯种酵母、醋酸菌制成的酒母和醋母作发酵剂,工艺简便,发酵周期短,出醋率高,成本低,风味较大曲醋和小曲醋稍差。
四川麸醋为代表7、简述固态发酵法生产食醋的特点。
(1)低温边糖化边发酵;(2)配合使用多种辅料和填充料;(3)应用多菌种混合发酵;(4)采用浸淋法抽提食醋。
8、简述钙盐法提取柠檬酸的原理。
(1)柠檬酸钙生成:柠檬酸与碳酸钙反应形成柠檬酸钙,随着温度的升高,柠檬酸钙溶解度逐渐减小,沉淀析出;(2)硫酸置换反应:先加热溶解柠檬酸钙,再加入硫酸,反应生成柠檬酸和硫酸钙沉淀。
(二)生产工艺流程1、乳酸发酵生产工艺流程(提取工艺为钙盐法)。
4、柠檬酸液态深层通气发酵生产工艺流程(提取工艺为钙盐法)。
第九章发酵豆制品(一)复习思考题1、酱油酿造中添加麸皮有哪些优点?(1)麸皮是小麦制粉时的副产物,成本低廉;(2)麸皮中除了含有少量淀粉外,还含有大量的维生素、钙和铁等无机元素成分,可以促进米曲霉的生长;(3)麸皮的表面积大,可以增强微生物分泌的酶的活力,有利于提高原料的利用率。
2、试述酱油酿造过程中主要的生化作用。
(1)蛋白质的分解:蛋白酶将蛋白质降解成多肽和氨基酸等;(2)淀粉的糖化:淀粉酶将淀粉分解成葡萄糖、麦芽糖和糊精等;(3)脂肪的水解:脂肪酶、解酯酶等将脂肪水解成脂肪酸和甘油等;(4)有机酸的发酵:乳酸菌、醋酸菌等产生乳酸、醋酸、琥珀酸、葡萄糖醛酸等。
(5)酒精的发酵:酵母菌分解糖生成的酒精,一部分被氧化为有机酸类,一部分挥散,一部分与氨基酸及有机酸等化合生成酯,还有微量残存在酱醅中;(5)酱油色素的形成:美拉德反应(氨基化合物与羰基化合物反应生成褐色物质)和酶促褐变反应(多酚氧化酶将酪氨酸氧化成黑色素);(6)酱油风味的形成:上述各种变化所产生的鲜味、甜味、酒味、酸味与盐水的咸味混合,而成为酱油特有的色、香、味、体。
3、试述酱油色,香,味,体的形成机理。
(1)色素的形成:美拉德反应(氨基化合物与羰基化合物反应生成褐色物质)和酶促褐变反应(多酚氧化酶将酪氨酸氧化成黑色素)。
(2)香气和香味的来源:酱油中的香气主要是由原料中的蛋白质、碳水化合物、脂肪等成分经微生物的发酵作用和化学反应生成的。
酱油的香味是各种香气成分的综合。
(3)酱油的味道:是咸而鲜,稍带甜味,酸味醇和,不苦,其成分中包括呈咸、鲜、甜、酸、苦的物质,以鲜味为主。
鲜味主要由氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸)和核苷酸(肌苷酸、鸟苷酸、黄苷酸)以及琥珀酸等构成。
甜味来自糖类(葡萄糖、麦芽糖)和甜味氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、色氨酸)。
咸味源于食盐。
酸味由乳酸、醋酸、琥珀酸等形成。
苦味酪氨酸等苦味氨基酸。
(4)酱油的体态:酱油的浓稠度,俗称酱油的体态,由各种可溶性物质构成,酱油发酵越完全,其浓稠度越好。
4、生酱油为什么必须经过加热处理才进行配制?5、腐乳生产中选择毛霉有哪些优点?毛霉菌丝长且茂密,呈柔软棉絮状,能包住豆腐块以保持豆腐坯的形状,不产生毒素,繁殖快、抗杂菌能力强,生长温度范围大、能分泌大量的蛋白酶和脂肪酶等优点。